于會麗 徐國益 申公安 張振偉
鐵是植物生長發(fā)育所必需的微量元素,直接影響葉綠素的合成,同時是作物體內(nèi)多種酶的重要組成成分和活化劑,直接或間接參與植物光合作用、呼吸作用、氮的固定、蛋白質(zhì)和核酸的合成??梢?,缺鐵時會直接降低作物葉綠素含量,進(jìn)而影響光合速率以及其他代謝過程,大幅度降低作物產(chǎn)量和品質(zhì),尤其經(jīng)濟(jì)作物葡萄較為明顯。
1土壤存在潛在缺鐵現(xiàn)象
我國北方大部分地區(qū)是石灰性土壤,重碳酸鹽含量較高,土壤偏堿性嚴(yán)重,作物缺鐵失綠現(xiàn)象普遍存在,尤其在山西和陜西干旱和半干旱地區(qū)更為嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查,存在潛在性植物缺鐵的土壤占世界陸地面積的25%~30%。在作物種類上,缺鐵失綠癥在果樹上較為嚴(yán)重。早在1845年,法國化學(xué)家Gris就發(fā)現(xiàn)石灰性土壤上的葡萄失綠現(xiàn)象,并通過噴施硫酸亞鐵矯治這種缺鐵失綠癥。
2葡萄吸收鐵難,在體內(nèi)運(yùn)輸分配難
葡萄吸收鐵的形態(tài)是還原態(tài)鐵(Fe2+),土壤中大多數(shù)鐵的原初形態(tài)是氧化態(tài)鐵(Fe3+)。葡萄缺鐵時,首先通過根質(zhì)膜H+-ATP酶將釋放H+和根分泌有機(jī)酸到土壤中,將不溶性氧化態(tài)鐵(Fe3 +)酸化成可溶性鐵離子Fe3+,F(xiàn)e3+再通過膜聯(lián)的三價(jià)鐵氧化還原酶還原成為Fe2+,最后Fe2+通過鐵調(diào)控轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi),從根向樹體運(yùn)輸主要以檸檬酸、煙酰胺和麥根酸類物質(zhì)以螯合形式進(jìn)行,主要通過木質(zhì)部運(yùn)輸,在韌皮部移動性很低。因此,缺鐵時,幼嫩新生組織首先出現(xiàn)缺鐵黃化癥,而老葉積累的鐵不能重新轉(zhuǎn)運(yùn)到生長點(diǎn)和幼嫩部分,鐵在植物體內(nèi)難以移動。
3葡萄缺鐵癥狀
首先發(fā)生在新梢嫩葉上,葉脈綠色,脈間失綠黃化,呈網(wǎng)狀花葉,老葉仍保持綠色;嚴(yán)重時,新梢嫩葉呈黃白色或淡黃色,葉尖葉緣出現(xiàn)壞死斑點(diǎn),葉片逐漸壞死,甚至葉片焦枯脫落,頂芽枯死;受害的新梢生長量少,部分花穗變黃,坐果率低,果粒小,果甚至黃化(圖1~圖6)。
4引起葡萄缺鐵的因素
4.1品種差異
美洲種對鐵最敏感,易缺鐵黃化,歐美雜種次之,歐亞種耐缺鐵能力較強(qiáng)。
4.2砧穗組合
嫁接苗或砧木不親和不利于鐵運(yùn)輸,易導(dǎo)致缺鐵。
4.3土壤特性
果樹長期固定在一定范圍吸收養(yǎng)分,導(dǎo)致土壤有效鐵含量不足。石灰性土壤中碳酸鹽和pH值過高,降低了鐵的有效性。土壤黏重、板結(jié)、通透性差,以及土壤溫度過高、過低都會影響根系形成,不利于鐵吸收。土壤含水量過多,一是導(dǎo)致HCO3-積累,降低鐵的有效性;二是含水量高,積水漚根影響根系生長,進(jìn)而影響葡萄對鐵的吸收。土壤含有較多磷、鈣、鋅、錳、銅等元素,這些元素與鐵產(chǎn)生拮抗作用,影響植物對鐵的吸收。
4.4管理水平
偏重氮磷鉀肥的施用,特別是磷肥(磷酸根離子易與鐵形成難溶性磷酸鐵鹽,不易被吸收利用),忽視鐵肥的投入應(yīng)用;土層表面施用化肥,引起根系上浮,淺土層易缺水,吸收功能受阻;使用膨大劑,掛果負(fù)載量大,營養(yǎng)失衡。
5防治和矯正葡萄缺鐵黃化措施
5.1建園時選用鐵高效的品種或砧木
葡萄美洲種對鐵敏感,易缺鐵黃化;歐亞種普遍耐缺鐵,不易缺鐵黃化;歐美雜種對缺鐵敏感性居于兩者之間。砧木品種中,41B、333EM、5B、420A等耐石灰質(zhì)土壤,抗缺鐵黃化。
5.2施用鐵肥
建議施用有機(jī)螯合鐵,缺鐵較輕時建議葉面噴施,缺鐵嚴(yán)重時建議葉面噴施和土施鐵肥,以及進(jìn)行土壤管理、養(yǎng)根相結(jié)合的綜合防治。
5.3重視土壤管理
重施有機(jī)肥,果園生草,增加土壤有機(jī)碳,改善土壤微生物和結(jié)構(gòu),活化土壤鐵養(yǎng)分。改善土壤酸堿性,土壤pH值在5.5~6.5時有效鐵含量高。酸性土壤多施生理堿性肥料,如石灰;堿性土壤多施生理酸性肥料,慎用磷肥,可以減輕缺鐵失綠癥發(fā)生??刂仆寥篮?,合理灌溉,以滴灌方式為好,或改漫灌為分區(qū)灌溉,改善土壤透氣性,減輕缺鐵黃化;多雨土壤黏重園區(qū),種植行起壟,行間開溝排水。
5.4注重養(yǎng)根
施入促根系生長的肥料,增強(qiáng)根系活力。如海藻酸水溶肥和腐植酸水溶肥,增加鐵養(yǎng)分吸收。
5.5合理負(fù)載
葡萄不同的負(fù)載量對各種養(yǎng)分的需求不同,也對葡萄生長及品質(zhì)存在不同的影響,因此應(yīng)合理負(fù)載,避免負(fù)載量過大。
缺鐵失綠癥是一種較難矯治的生理缺素癥,需要從品種選擇、土壤改良、肥料應(yīng)用、樹體根系健康管理等方面協(xié)同綜合防治和矯正。
6鐵肥種類選擇
6.1無機(jī)鐵鹽
最常用硫酸亞鐵,價(jià)格低廉,含鐵量因結(jié)晶水含量而異,有效性因氧化作用而降低,不可與許多防病農(nóng)藥混用,易對作物產(chǎn)生藥害;葉面噴硫酸亞鐵有一定效果,但效率低,在葉表面易氧化。加入醋、檸檬酸等抗氧化劑,以及起表面活性劑作用的少量洗潔精,可增強(qiáng)肥效,但多數(shù)只起到局部或暫時效力,斑點(diǎn)狀復(fù)綠,難以徹底改變?nèi)辫F黃化癥;土壤施硫酸亞鐵,在石灰性土中很易氧化沉淀,效果不顯著。但與有機(jī)物配合施用比單獨(dú)土施效果好。
6.2螯合鐵肥
化學(xué)合成螯合鐵肥,螯合能力較強(qiáng),穩(wěn)定性好,如EDTA-Fe、DTPA-Fe、HEEDTA-Fe、EDDHA-Fe等鐵肥,可適用的pH、土壤類型范圍廣,可被植物吸收而不流失,有一定矯正黃化復(fù)綠效果,但利用率不高,其成本昂貴、售價(jià)高,多用作葉面噴施或葉肥制劑;生產(chǎn)中常用的螯合劑如EDTA,螯合性能好,但因不能被作物很好利用、易形成難降解的有機(jī)污染物,使用不當(dāng)易對作物造成傷害,限制其發(fā)展應(yīng)用。
6.3有機(jī)復(fù)合鐵肥
有機(jī)復(fù)合鐵肥是指利用一些天然有機(jī)物(有機(jī)酸類、氨基酸類、海藻酸類、腐植酸類和木質(zhì)磺酸類等)與鐵復(fù)合形成的鐵肥;有機(jī)復(fù)合鐵肥如木質(zhì)素磺酸鐵、腐植酸鐵和氨基酸鐵,性質(zhì)不穩(wěn)定。在土壤中,他們?nèi)菀装l(fā)生金屬離子和配位體的交換反應(yīng),并易被土壤吸附,降低肥效。但其價(jià)格便宜,容易降解,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中易推廣;有機(jī)復(fù)合鐵肥如糖醇類,復(fù)合能力較好,再針對性復(fù)配小分子有機(jī)酸,利于鐵吸收運(yùn)輸,可葉面噴施和土施施用(圖7~圖10)。
7重視礦物源黃腐酸和海藻酸水溶肥在葡萄上的應(yīng)用
7.1礦物源黃腐酸
礦物源黃腐酸是從泥煤、褐煤和風(fēng)化煤中提取出來的芳香族羥基羧酸類物質(zhì),分子質(zhì)量小,易溶于水,生物活性高,含有較多的酸性基團(tuán),土壤施用,可以改善根際pH值,利于鐵的吸收。
礦物源黃腐酸和生化黃腐酸在肥效上有很大差異,礦源黃腐酸在作物上應(yīng)用效果顯著優(yōu)于生化黃腐酸,在肥料選擇時注意甄別。
7.2海藻酸類物質(zhì)
海藻酸類物質(zhì)是從海藻等海生物中提取的有機(jī)無機(jī)混合物,主要包含海藻多糖、糖醇類(如甘露糖醇)、酚類(如多酚)、氨基酸及其衍生物、甜菜堿、天然激素、次生代謝產(chǎn)物以及微量礦質(zhì)元素。
海藻類物質(zhì)不僅改善土壤微生物,改良土壤,還能促進(jìn)根系形成和生長,提高養(yǎng)分利用率,增加單果質(zhì)量和改善果實(shí)風(fēng)味。
市場上常用的提取方法是堿解法和酶解法。堿解法提取,反應(yīng)徹底,成本低,但對海藻細(xì)胞內(nèi)成分造成破壞,降低功能性物質(zhì)活性,影響其在作物上的效果;酶解法提取,活性物質(zhì)高,促進(jìn)根系活力效果優(yōu)于堿解法,但成本高,市場價(jià)格相對較高。
因此,防止、矯正葡萄缺鐵癥,要選好葡萄品種,日常注重土壤和樹體管理,并加強(qiáng)葡萄根系管理和黃腐酸、海藻酸類肥料應(yīng)用,選好鐵肥種類,以預(yù)防為主;矯正葡萄缺鐵黃化時,通過施鐵肥、改良土壤和養(yǎng)根等措施相結(jié)合進(jìn)行綜合矯正。